Audiophiler Class-D Verstärker

Hier ist übrigens der Spice-Schatverhältnis-"Rechner". Ich hab ihn auf 19:1 eingestellt. Betriebsspannung verstellen, simulieren und maximale Spannung ablesen.

Version 4
SHEET 1 1108 680
WIRE 368 96 368 0
WIRE 368 240 368 176
WIRE 368 272 368 240
WIRE 432 0 368 0
WIRE 432 288 432 0
WIRE 464 0 432 0
WIRE 464 240 368 240
WIRE 464 240 464 48
WIRE 464 288 432 288
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WIRE 512 144 512 64
WIRE 512 224 512 144
WIRE 512 368 512 304
WIRE 576 144 512 144
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WIRE 672 144 672 80
WIRE 688 80 672 80
WIRE 688 144 672 144
WIRE 784 80 752 80
WIRE 784 144 768 144
WIRE 784 144 784 80
WIRE 832 144 784 144
WIRE 832 176 832 144
WIRE 880 -80 512 -80
WIRE 880 0 880 -80
WIRE 880 144 832 144
WIRE 880 144 880 80
WIRE 880 208 880 144
WIRE 880 368 512 368
WIRE 880 368 880 288
FLAG 832 176 0
FLAG 368 272 0
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor 784 128 R90
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SYMATTR InstName R3
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SYMATTR Value 40
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WINDOW 3 -33 104 Left 0
SYMATTR InstName V3
SYMATTR Value 40
SYMBOL ind2 672 128 R90
WINDOW 0 11 109 VBottom 0
WINDOW 3 -23 54 VTop 0
SYMATTR InstName L2
SYMATTR Value 20µ
SYMATTR Type ind
SYMBOL cap 688 96 R270
WINDOW 0 32 32 VTop 0
WINDOW 3 0 32 VBottom 0
SYMATTR InstName C7
SYMATTR Value 470n
SYMBOL sw 512 80 M180
SYMATTR InstName S1
SYMBOL sw 512 320 M180
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SYMATTR InstName V1
TEXT 612 346 Left 0 !.tran 200u

@Rumgucker

Wie kommst Du bei einem hypothetischen maximalen Verhältnis von t+/t-=19/1 ( wäre traumhaft! ) auf eine Ausgangs-Spitzenspannung von nur +44V bei Ub=63V? Für mich ergibt das immer noch knapp 60V Spitzenspannung!

Ich hab Spice genommen. Vielleicht liegt da der Fehler?

Ich geh für heute off. Falls ich mich zu weit ausm Fenster gelehnt haben sollte: Spice ist schuld!

@Spotnick

Für den reinen Schaltbetrieb gilt: Eine Halbbrücke mit zwei identischen N-Kanal-MOSFETs schaltet symmetrischer, als eine ( nur augenscheinlich ) "symmetrische" Schaltstufe mit einem N-Kanal-MOSFET und einem P-Kanal-MOSFET. Der Einsatz von IGBTs macht in dieser Hinsicht keinen Unterschied. Natürlich gibt es verschiedene Maßnahmen, die Unsymmetrien im Schaltverhalten von N- und P-Kanal-Typ ( bzw. NPN und PNP bei IGBT ) zu kompensieren. Die Frage ist nur, ob sich der Aufwand lohnt und die Symmetrie einer N-N-Schaltstufe überhaupt erreicht werden kann.

Wenn dir das doch gelingen sollte, wäre es auf jeden Fall eine Leistung.

@tiki

Hast Du die 400WRMS mal nachgemessen? Wenn ja, wie hoch ist denn die durchschnittliche Schaltfrequenz bei dieser Leistung? Da diese bei einem Sinussignal schwer zu ermitteln sein dürfte, könntest Du eine Gleichspannung auf den Eingang geben bis Ua=56.6V wird.

Das soll jetzt keine Anleitung sein, wie Du deine wertvollen Module am schnellsten kaputt machen kannst. Wenn die Leistungsangabe stimmt, dürfte ja nichts passieren.

Wenn dir das doch gelingen sollte, wäre es auf jeden Fall eine Leistung.

Nun ja, Beobachter, ohne Übertreibung meine ich schon, dass mein eigensinniges Ziel bereits sehr nahe gerückt ist. Lediglich den schwierigen, praktischen Aufbau muss ich in fremde Hände legen, handwerkliches Platinenanfertigen ist meine Sache nicht.
Eine diskrete, symmetrische Compound-Lösung aus MOS-Treiber und BJT-Ausgangstufe ist übrigens in der Tat besser zu symmetrieren, als mit üblichen "komplementären" n- bzw. p-IGBT's. Auch sagte ja bereits, dass bei letzteren die Abschaltphase nicht optimal ist und ich eine schnelle t,off mit hohem MOS-Treiberstrom erzwinge. Die Symmetrierung spielt sich dabei i.e.L. zwischen der Aufteilung von 4 Widerdständen ab. Die 550kHz Rechtecke haben, wie gesagt, mittlerweile 27ns Steig- und Fallzeit und sind dermassen sauber, von Dachschrägen und Überschwingern keine Spur, so wie ich es auch von MOS-Schaltern bisher nicht besser gesehen habe (ich werde das noch zeigen).
Eine Betriebsspannungseinsparung von bald 40% für vergleichbare Ausgangsleistung macht mir die selbstbauerische Mühe für das Paralellschalten von einem Dutzend schnellen SMD-Schalttransistoren mehr als wett, zumal der restliche Aufwand wirklich ausserordentlich gering ist - ob ich nun einen Haufen Spezial-IC' oder 2 kleine Platinchen mit je einem Dutzend SMD-"Selbstbau-BJT-Schaltern" verlöte, bleibt sich vom Zeitaufwand gleich. Ich denke dabei eher (und gerne) voraus, an die Zeit, in der ein solcher AMP mit +/-35Volt statt mit +/-50Volt für den Rest seines Daseins läuft.

Aber mir ist schon klar, solche Lösungen passen natürlich nicht ins hier übliche Schema, was für mich kein ernsthafter Hinterungsgrund darstellt, das Ergebnis unzähliger Optimierungsmassnahmen und vor allem das Konzept und dessen Leistung zählt, und nicht etwa, was üblicherweise Usus zu sein hat (klar, das müsste eigentlich nicht extra betont werden). Die Schaltung läuft, wie gesagt, mit gängigen Simulationsmodellen und Werten, wie ich sie hier bisher nirgens ohne Zuhilfenahme von Fantasiemodellen je gesehen hätte.

@Beobachter: nein, habe ich nicht, ich habe blind dem Datanblatt und den angeführten Diagrammen vertraut. Aus dem diyAudioforum ist mir auch nichts Gegenteiliges zur Kenntnis gelangt. Die Schaltfrequenz sinkt natürlich deutlich bei sehr hohem Modulationsgrad, nur eben "später" als bei den anderen bisher auf dem Markt befindlichen selbstschwingenden Prinzipien.
Die angeblich möglichen Schaltzeiten sind offenbar auch nicht sonderlich gründlich recherchiert, JohnW hat in besagtem Forum schon weit bessere Ergebnisse vorgestellt!
Ich habe nur wenig Angst, die Module zu himmeln, da sie über Schutzschaltungen verfügen: Überspannung (optional) und Überstrom. Außerdem kosten sie nur je einen Hunderter netto. Aber für den Aufbau meines geplanten 8-Kanal-Amps werde ich noch eine Weile brauchen. Insofern kann ich noch nichts Belastbares messen. Einzig der UcD180-Amp steht zu Diensten.
Gruß Timo

Die absolute Hammerschaltung. Reiner Impedanzwandler. UcD-Prinzip. Schwingfrequenz wird mit der Spule eingestellt. Minimale Verluste. Transen aus der Bastelkiste.

Wenn wegen Übersteuerung die Schwingung aussetzt, merkt man das am Ausgangssignal nicht!

Ich denke, daß sich die Schaltung sehen lassen kann, oder?

http://www.1200kb.net/uploadimg/file612736982.jpg

Rumgucker tönt:

Die absolute Hammerschaltung.

Sag einmal, Rumgucker ...
Ist es einfach kindliche Naivität und Freude, die dich neuerdings zu Sprüchen hinreissen lässt, die du bei anderen (IMO zu Recht!) so gar nicht leiden kannst?

Der Hammer, mein Lieber, hängt ganz woanders!

Der in #2248 beschriebene Kurzschlussstrom ist nunmehr vollständig aufgehoben - das bitte im Wortsinne zu verstehen: von den (geringen und extrem kurzen) Umladungsströmen der Transistorkapazitäten abgesehen, gibt es in meiner sozusagen finalen Schaltung weder einen Kurzschluss (und damit verbunden auch keine Nichtlinearitäten der Schaltflanken), noch eine Totzeit, die unten gezeigten Diagrammen zeigen das eindeutig.
Die Lösung ergab sich erst nach radikalem Umdenken bzgl. der Schaltverstärkertopologie, nachdem sich bereits die spannungsverstärkende und vollsymmetrische Kombination aus ultaschnellen Klein- bis Mittelleistungs- n- bzw. p-Kanal MOSFet Treibern und je 9 Stück paralellgeschalteten 800mA-BJT-Schalttransistoren als vielversprechender Weg aufgezeigt hatte. Der entscheidende Schritt wurde jedoch an einer anderen Stelle gemacht: Die Ansteuerung über einen 50MHz-OP mittlerer OpenLoopVerstärkung und zwei symmetrische Kaskoden zur Potentialtrennung der +/- Betriebsspannungen erfolgt nun durch serielles Treiben der Basis-Emitterstrecken der Ausgangs-BJT's, wobei ein gerade im Einschalten begriffener MOSFet nur dann tatsächlich den BJT einschalten kann, wenn er das Potenzial des abzuschaltenden Gegenübers übernimmt- und diesen damit durch schwebende Potentialverschiebung zwangsläufig abschaltet, und zwar im ersten Moment mit sehr hohem Strom im Nulldurchgang direkt über die Basis-Emitterdiode zum Schaltverstärkerausgang - that's it ...
Das Ganze läuft dennoch auf die Versorgungsspannung bezogen eindeutig symmetrisch ab, da die jeweiligen Mosfets einen festen Bezug zu dieser besitzen.

10kHz mit 60% +/-Ub an RL= 7 Ohm ausgesteuert (maximal ca. 80%):
http://www.1200kb.net/uploadimg/file2100799667.gif
http://www.1200kb.net/uploadimg/file60501102.gif
(f,schalt= 486kHz)

Das letzte Diagramm in gestreckter zeitlicher Darstellung zeigt, was Sache ist:
Die Schaltflanken sind nahezu vollkommen linear, keine irgendwelchen Verbiegungen deuten auf Kurzschlüsse (siehe auch das Diaramm darüber) oder Totzeiten hin und die Schaltzeiten würde ich mit symmetrischen <7ns (entsprechend gut 10.000 V/µs) einfach nur als genial schnell bezeichnen. Auch die störungsfreie lineare Dreiecksform des Integratorausgangs deutet darauf hin, dass der Regelkreis offensichtlich nichts Hässliches auszubügeln hat. Dementsprechend sieht der Oberwellengehalt aus (es darf geschätzt werden, wieviel Bruchteile von einem % wohl anfallen ... - Simus dazu später)
Weil die Ergebnisse dermassen überraschend (oder auch nicht) ausgefallen sind, habe ich natürlich die Modelle der Transistoren mehrfach durch andere, ähnliche ersetzt, um die Ergebnisse zu sichern - sie unterschieden sich dergestalt, dass die Mosfettreiber die allererste Geige spielen, unbedingt extrem schnell ca. 1 Ampére schalten können- und eine möglichst geringe Eingangskapazität besitzen müssen, was jedoch bereits mit Standart-BSS-Typen möglich ist. RDS,on ist bis zu einer Obergrenze, die von der Summe der Basisströme der BJT's abhängt, eher nebensächlich (die simulierten Exemplare hatten 3.5 bzw. 6 Ohm).

Moduliert wurde wie üblich per PWMA.

PS: der Schaltverstärker ist übrigens ohne weiters Analog-tauglich und dürfte auch dort noch einmal die Messlatte gegenüber einem Schwingverstärker gehörig nach oben verschieben ...

Spotnick:

Deine Pulse sehen hammermäßig aus!!!!

Magst Du mal ein Rechteck-Signal auf den Eingang geben und dann mit dem Spannungssprung vor der Ausgangsspule abbilden?



---------


Braucht Deine Schaltung mehr als acht völlig unkritische Wald- und Wiesenbauteile auf ner Lötösenleiste ?

Rumgucker, ich freue mich, dass dich #2262 offensichtlich so unbeleidigt reagieren lässt, wie ich es letztlich von dir erwartet habe

Wegen den Rechtecken: bastle doch bitte was in einer Spannungsquelle zurecht und lade es hoch, damit ich die Einstellungen automatisch mitbekomme (einfach die Quelle an Masse/über einen R an Masse und davon die .asc-Datei)

Rumgucki gehts loss!

Sander Sassen
Hardware Analysis

@Spotnick

Sieht wirklich sehr, sehr gut aus! Wie wär´s mit einer FFT bei M=60%? Das erhöht die Spannung, bis wir die Schaltung sehen dürfen.

Spotnick schrieb:

Wegen den Rechtecken: bastle doch bitte was in einer Spannungsquelle zurecht und lade es hoch, damit ich die Einstellungen automatisch mitbekomme (einfach die Quelle an Masse/über einen R an Masse und davon die .asc-Datei)

Ich nicht verstehen

Ich meinte es ganz einfach. Voltage, PULSE, rise=fall=10ns (oder feiner), Initialvolt = -1, Spannung = +1 (oder was Du brauchst), 500 kHz (Deine Rückkopplung mußte natürlich wegmachen) und dann diese Quellenspannung mit der Spannung vor dem Ausgangsfilter vergleichen. So kriegen wir ganz einfach die Verzögerungszeit des ganzen Verstärkers ausgegeben.

--------

@Ssassen: hab ich DIR schon gesagt, daß ein Schwingverstärker auch mit nur acht Bauteilen klappt? Falls nicht: >> drück diesen Link <<

It's not a trick! It's a Rumgucker-modified-UcD.

Spotnick schrieb:

Rumgucker, ich freue mich, dass dich #2262 offensichtlich so unbeleidigt reagieren lässt, wie ich es letztlich von dir erwartet habe

..ich weiß ja, von wem es kam...

P.S.: Spotnick? Hab ich Dich auch schon auf meinen 8-Bauteil-Ucd hingewiesen?

@Beobachter: hast Du schon meinen 8-Bauteil-Ucd gesehen?

Hallo, die Simuergebnisse sehen in der Tat gut aus, leider kann ich nicht alles sofort interpretieren, liegt wohl an fehlendem Durchblick.
Bezogen auf Schaltflanken habe ich doch noch einmal das interessante posting von JohnW herausgesucht, welches meiner Meinung nach eher einen Maßstab darstellt, an welchem man seine Endstufen messen kann: http://www.diyaudio....id=611671#post611671. Das ist an seiner Schaltung gemessen, nicht simuliert.
Viel Erfolg weiterhin! Gruß, Timo

Spotnick schrieb:

Beobachter, Hand auf's Herz: würdest du an meiner Stelle jetzt auch noch eine dermassene Dussligkeit an den Tag legen, ein Schaltbild zu veröffetlichen??

Hups! Hab ich jetzt mit der Veröffentlichung dieser Schaltung etwa einen Fehler gemacht?

Aber mal im Ernst,Spotnick! Wenn Du nicht (mehr) vorhast, hier irgendwelche Schaltungen zu veröffentlichen, dann versteh ich nicht, warum Du uns erst Deine Flanken zeigst.

Daß Beobachter sonderbare "Geschäftspartner" zu Hause hat und verbissen Patente feilt, das wissen wir ja nun. Aber dennoch sollte dieser Thread hier entspannt und locker weitergeführt werden, bis wir DIY erreicht haben.

Obwohl... diese Schaltung ist DIY-fähig, oder?

Rumgucker, wer hat von sich aus schon mal durchblicken lassen, dass er keinesfalls bereit ist, ein Dutzend SMD-Schalttransistoren zu simulieren/zu verlöten?
Also. Kein DIY.

Das schon: http://www.1200kb.net/uploadimg/file612736982.jpg
PS: meine Flanken habe ich zur Ehrenrettung alternativen Denkens gezeigt, gerne auch noch meinen Hintern, der (auch) nicht flach ist, siehe unten ...

"105 dB" mit BC639/640 und TIP2955/3055

http://www.1200kb.net/uploadimg/file1602155024.jpg

@Rumgucker

Nix 105dB, sondern 60dB. Es zählt der Abstand Nutzsignal zu Oberwelle, nicht Nutzsignal zu Rauschboden.

@Spotnick

Ich wünsche dir, dass es dir auch gelingt, aus deiner "Superschaltstufe" wirklichen Nutzen und nicht nur Schadenfreude zu ziehen, auch wenn es albern ist, dabei sowas wie Schadenfreude zu empfinden.

Beobachter schrieb:

@Rumgucker Nix 105dB, sondern 60dB. Es zählt der Abstand Nutzsignal zu Oberwelle, nicht Nutzsignal zu Rauschboden.

Feinheiten! Wenn ich erstmal diskrete Transistoren mit hfe=50k, ft=10GHz und ICm=530A gefunden hab, dann wars das endgültig mit Deinen Chip-Gräbern.

Aber ok.. ich seh ein, daß ich an den Oberwellen noch was machen muß.

Wieso geh ich eigentlich zurück?

Im Moment hab ich ja wohl hier die Nase weit vorn. Ich hab mit stolzen 25 dB ausgesteuert und dabei die abgedruckten Verzerrungen.

Wie siehts denn bei Euren Schaltungen aus, wenn die mal etwas gefordert werden?

Beobachter und Spotnick:

bitte, bitte, bitte zeigt uns mal eine FFT mit 25dB input und koppelt zum zweiten mal einen Pulsgenerator an den Eingang, damit wir die möglichen Tastverhältnisse Eurer Entwicklungen abschätzen können.

Oder hab ich derartige Simulationen womöglich übersehen? Vor lauter Simulieren und Schimpfereien komm ich ja kaum noch zum "Rumgucken"

@Rumgucker

"Eine FFT mit 25dB input" ist eine wertfreie Aussage, da der Modulationsgrad das Produkt aus Eingangsspannung mal Verstärkungsfaktor in Bezug zur Betriebsspannung ist. Wir haben schon lange allgemein festgestellt, dass ein Modulationsgrad von über 60% wenig Sinn macht, da sonst die Schwingfrequenz zu weit absinkt. Sinnvollerweise habe ich die meisten meiner FFT-Diagramme daher bei knapp 60% Modulationsgrad angegeben. Es wurden in diesem Thread funktionierende Limiter-Schaltungen vorgestellt, um den Modulationsgrad auf ein sinnvolles Maß zu begrenzen, ohne dass dabei nichtlineare Verzerrungen entstehen. Da im Schaltbetrieb sowieso keine Verlustleistung anfällt, ist die etwas höhere erforderliche Betriebsspannung völlig unkritisch.

Du weißt doch, wie ichs meine! Ich hatte einige Beiträge zuvor doch geschrieben, daß ich +/-40V Ub annehme.

60% Modulationsgrad gehen aber in Ordnung! Das deckt sich absolut mit meinen vorgestrigen Überlegungen. Es muß uns nur klar sein, daß der D-Amp dabei nur 30% der möglichen Ausgangsleistung erbringt!

Aber....

...haben wir diese 60%-Modulation eines (simulierten) SODFAs schon jemals als FFT gesehen?

Hi,
ich habe einige Beiträge gelöscht, die nichts mit dem Thema zu tun haben.

@Rumgucker

Wie bereits gesagt habe ich fast alle aktuellen Simulationen bei knapp 60% Modulationsgrad ( Ub=+-48V, Uas=+-28.3V ) durchgeführt.

Ich habe mal ein wenig mit bipolaren Schaltstufen experimentiert. Um zunächst die grundsätzlichen Eigenschaften herauszuarbeiten, habe ich idealisierte Treiber benutzt. Es ist also zu erwarten, dass mit realen Treiberschaltungen die Ergebnisse kaum besser sein können. Damit der Schaltplan nicht zu unübersichtlich wurde, habe ich jeweils 8 „Transistörchen“ parallel geschaltet und dafür die Lastimpedanz verdoppelt:

http://img65.echo.cx/img65/605/sodfabipolar3asc9tj.jpg

Die Schaltstufe schaltet wirklich außerordentlich schnell, sauber und verlustarm:

http://img65.echo.cx/img65/2910/sodfabipolar3rechteckasc2na.jpg

Die FFT-Analyse zeigt jedoch ungeradzahlige Oberwellen, die etwa 20dB über dem Niveau eines SODFA mit MOS-Schaltstufe liegen:

http://img65.echo.cx/img65/1121/sodfabipolar3fft6sf.jpg

Man könnte vermuten, dass eine komplementäre Schaltstufe ein besseres Ergebnis liefert:

http://img65.echo.cx/img65/9770/sodfabipolar2asc7wa.jpg

Das ist nicht der Fall. Im Gegenteil, die ungeradzahligen Klirrkomponenten sind nicht niedriger, zusätzlich entstehen geradzahlige Klirrkomponenten in etwa gleichem Ausmaß:

http://img65.echo.cx/img65/2073/sodfabipolar2fft2fn.jpg

Die hier gezeigten Bipolar-Schaltstufen sind sogar noch unter maximaler Last ( 30V Gleichspannung am Ausgang ) etwas schneller, als die bisher simulierten MOS-Schaltstufen. Woher kommen also die deutlich höheren nichtlinearen Verzerrungen?

Die Schaltgeschwindigkeit einer MOS-Schaltstufe ( eine „komplementäre“ MOS-Schaltstufe erzeugt übrigens auch zusätzliche geradzahlige Klirrkomponenten in etwa in gleichem Ausmaß wie die ungeradzahligen, wenn auch insgesamt deutlich weniger, als eine bipolare Schaltstufe ) ist unabhängig von ihrer absoluten Schaltgeschwindigkeit weitestgehend unabhängig vom Drainstrom. Eine Schaltstufe aus vielen parallelen Bipolartransistoren mag absolut sogar schneller schalten, ihre Schaltgeschwindigkeit wird aber vom Kollektorstrom moduliert. Genau das erzeugt die deutlich höheren nichtlinearen Verzerrungen.

Wenn man einige Transistoren parallelschaltet, treten in der realen Schaltung unweigerlich "größere" Leitungslängen auf. Mit u = -L * di/dt wächst auch die Möglichkeit von Spannungsspitzen bzw. dadurch hervorgerufenen dynamischen Stromasymmetrien in der Schaltstufe. Hier nach den vorher gemachten Angaben und mit L=7nH/cm Leitungslänge, -(7nH*5A/7ns) = -5V. Dies kann zu größeren Diskrepanzen zwischen Simulationsergebnissen und denen des praktischen Aufbaus führen.

Das Problem der Verdrahtungsinduktivitäten muss sicherlich nicht extra betont werden, um es anzugehen, hatte ich daher von Anfang an auf eine etwa briefmarkengrosse Platine mit - pro 6Ampère-Einheit - 10...12 SMD-Transistoren einschliesslich SMD-Emitterwiderständen gedacht und geplant, bei geschicktem Aufbau ist auf diese Weise mehr oder weniger die Leitungslänge über der Fläche eines TO-220 Gehäuses zu veranschlagen und selbstverständlich betrachte ich eine Schaltzeit in der Simulation von (mittlerweile) <6ns über 70 Volt sozusagen als Headroom gegenüber dem zu erwartenden Wert. Man muss einfach abwarten, was hier möglich ist.

Die Zukunft kann allerdings nur so aussehen:
Man marschiere zu einem Masken-"Designhouse" mit angeschlossener Ionenimplantations-Diffusionsanlage zur Herstellung dielektrisch isolierter Integrierter Schaltungen und lasse sich die gewünschte Performance 50 paralellgeschalteter Schalttransistoren für die erste Waferausbeute 20.000 Euro kosten oder bemühe Kontakte zu einer ähnlichen Einrichtung, über die mittlerweile jede bessere Uni verfügt. Dieser Schritt müsste getan werden, um Bauteile für einen Anwendungszweck zu erzeugen, deren Bedarfsweckung noch nicht allgemein erfogt ist.

Es ist nur eine Frage des Durchstartens ...

An Rumgucker:
Du hast deine Mitgliedschaft hier offensichtlich beendet ...
Es geht mich nichts an, deshalb auch kein Kommentar, aber eine dringende Bitte:
Bitte melde dich bei mir zwecks privatem Kontakt, ich würde sehr gern deine Hilfe betreffs LTspice-Modelle weiterhin in Anspruch nehmen bzw. mich mit dir darüber austauschen.

Frage an Tillg:
verstehst du deinen Account ausschliesslich als Sodfa/Ucd/Treiber-IC/MOSFetschalter-Bühne und wenn nein, wie und überhaupt gedenkst du sie zu moderieren?

So long ...

@Spotnick

Wenn Du deine Schaltstufe hier nicht zeigen willst, so kann ich das akzeptieren. Wenn es dir aber nicht gelungen sein sollte, den in 2290 beschriebenen Effekt zu vermeiden, so würde deine Schaltstufe vielleicht für einige Schaltspannungswandler Vorteile haben können, nicht aber für PWM-Audioverstärker. Eine FFT-Analyse könnte Klarheit bringen.

Ich bedanke mich für dein Verständnis, Beobachter, denn als Urheber einiger neuartiger Ideen werde ich in der Tat erst einmal entsprechende Schutzrechte beanspruchen, im Anschluss daran wird das Ganze natürlich jeglicher Diskussion zugänglich sein.

Was deinen so bezeichneten "Effekt" betrifft ... Falls folgendes damit gemeint ist:

Eine Schaltstufe aus vielen parallelen Bipolartransistoren mag absolut sogar schneller schalten, ihre Schaltgeschwindigkeit wird aber vom Kollektorstrom moduliert. Genau das erzeugt die deutlich höheren nichtlinearen Verzerrungen.

Nun, ganz überzeugt bin ich von deiner Hyphothese nicht, schliesslich haben wir Schaltbedingungen und durchlaufen keine nichtlinare Kennlinie in Sinne von oberwellenerzeugendem Linearbetrieb. Es mag zwar etwas daran sein an deiner Behauptung, jedoch sprechen handfeste Ergebnisse zufolge realer Bauteilemodelle in meinen vergleichenden Simulationsergebnissen und eine zielführende Dimensionierung dagegen. Als entscheidend in meiner Schaltstufe hat sich in der Tat die extrem hohe Schaltgeschwindigkeit gepaart mit schaltungstechnisch erzwungenem totzeit- und überlappungsfreiem Übergang von Lowside zu Highside herausgestellt, selbst wenn die bipolaren Schalttransistoren mit ihren Basisströmen die sehr schnellen MOS-Treiber in kritische Bereiche ihrer Ausgangskennlinien treiben.

Ein paar Worte vorab zu deiner Simulationsschaltung: Sie ist sichtbar ungeeignet einen qualitativen Unterschied zweier grundsätzlich verschiedener Schaltelemente in dieser Gegenüberstellung zu belegen und deine Aussage Es ist also zu erwarten, dass mit realen Treiberschaltungen die Ergebnisse kaum besser sein können mag zwar ohne weiteres auf den von dir kreierten Umbau von MOS auf Biplar zutreffen, nicht jedoch auf meine Schaltstufe. Ein Irrweg im Vorfeld der Praxis hat selbstverständlich keine Relevanz, wenn sich dieser bereits in der Simuation hat festellen lassen. Betrachten wir nämlich dein Simulationsergebnis, so fällt auf, dass deine "acht Transistörchen" nur einen minimalen Spitzenstrom von +/- 300mA an die integrierende Last - der Spule des Ausgangsfilters - abzugeben in der Lage sind, erkennbar an der 300mA Dreieck-Funktionskurve, während sie unterdessen mit einem fast 9 mal höheren Kurzschlussstrom von 2.6 Ampère zu kämpfen haben. Im Hinblick auf Verzerrungen durch Überlastung läuft das prinzipiell wohl auf keine besonders guten Werte hinaus, als negatives Leistungsmerkmal jedoch nicht den Transistoren ankreidbar und für einen Vergleich ohne verwertbare Aussage.

Im Ergebnis meiner PWMA-Schaltung sieht das ein bisschen anders aus: hier packen 10 Transistörchen ähnlicher Machart bei einem Modulationsgrad von 71% einen Spitzenstrom von über 4 Ampére bei minimalsten Schaltverlusten, wiederum erkennbar an der Integrator-Stromkurve und den (sehr geringen) Umladestromspitzen für die Transistorkapazitäten. Kurzschlüsse kann es, wie bereits betont, prinzipbedingt hierbei nicht geben (die Stromspitzen der Highside sind auf Grund höherer Kapazitäten der pnp-BJT's etwas höher als auf der Lowside).
Die Fourierzerlegung zeigt bei Aussteuerungs- und Lastverhältnissen von 69%, RL= 4 Ohm, Uss= +/-22.5V, Iss= +/-6.5A einen relativ gleichmässig abfallenden Oberwellengehalt ohne Betonung höherer Oberwellen, mit einer Spitze von 0.024% k3, meiner Meinung nach ein Ergebnis, welches real zu erwartenden Ergebnisse ungleich präziser wiederspiegelt, da die Schaltung wie schon oft betont auf möglichst realitätsnahe Bedingungen hin dimensioniert wurde. Verlangt man den Transistoren einen pro Exemplar noch ohne weiteres möglichen höheren Strom ab, z.B. einen Gesamt-Spitzenstrom von gut 7.5 Ampère an einer Last von 3 Ohm bei 16.3Veff entsprechend einer Sinusleistung von 89 Watt, zeigt sich IMO deutlich, welche Reserven in der Schaltung stecken: http://img3.picsplace.to/img3/28/z5.gif
Klarer Weise lassen lediglich 10 BJT-Transistoren mit noch nicht auf ideale Spezifikation abgestellter Werte bzw. bessere MOS-Treiber, schnellere Kaskoden-BJT's und ein leistugsfähigerer Treiber-OP noch Luft für weitere Verbesserungen.

Diese vorläufigen Ergebnisse mögen dann bitte mit einer Schaltung ohne "Fantasiemodelle" verglichen werden, insbesondere der Vergleich unter Verwendung einer idealen gesteuerten Spannungsquelle, welche den komplexen IC-Pegelshifter/MOS-Treiber ersetzen soll, halte ich für absolut Ergebnis verfälschend. Für mich war das übrigens auch einer der entscheidenden Gründe, den hier mehr oder weniger nur im Detail veränderten allseits bekannten Schaltungen eine grundsätzliche Alternative entgegenzustellen.

Spotnick schrieb:

Frage an Tillg: verstehst du deinen Account ausschliesslich als Sodfa/Ucd/Treiber-IC/MOSFetschalter-Bühne und wenn nein, wie und überhaupt gedenkst du sie zu moderieren?

Ich moderier da nix. Den Webspace hatte ich schon für andere Zwecke. Und der Name bot sich an und war grad frei. Beobachter wollte ihn nicht, also hab ich ihn angemeldet. Zweck war, Dateien ohne viel Rumgeklicke und Werbung einzustellen und zu verlinken, die man wo anders nicht unterkriegt. Auch für andere User (bisher hat kein anderer Gebrauch davon gemacht).
Ein Forum soll da nicht draus werden, oder sonst was kommerzielles. Für so was hab ich weder Zeit, Bock noch Knete übrig.
Wenn aus dem Thread irgendwann doch noch mal ein DIY-Projekt werden sollte, dann könnte es eine Seite werden, die die wichtigsten Infos zusammenfasst, wenn sie einer macht. Dazu könnte eine Linkliste zu wichtigen Beiträgen aus diesem Thread gehören, wie sie von Rumgucker schon einmal vorgeschlagen wurde, thematisch geordnet, so was wie FAQ’s. Müsste eben nur einer machen. Im Thread selber geht ja die ganze wertvolle Information, die immerhin drinsteckt, im Rauschen unter.

Vielleicht hat ja schon einer (oder mehrere) eine Übersicht über wichtige Beiträge gemacht oder wichtige Informationen gesammelt. Bitte dann mal melden.

Edit: Es handelt sich übrigends um http://www.sodfa.de/

Hi,
ich habe schon wieder ein paar Off-Topic-Beiträge gelöscht.

Schreibt eure OT-Beiträge doch bitte woanders. Damit das besser eingehalten wird, habe ich das Thema auf moderiert geschaltet.

Nachtrag: Ihr müßt euch schon darüber klar sein: Wenn ihr die Moderation aufruft, um hier zu schlichten, dann wird die Moderation auch eingreifen. Genau das habe ich getan.

Hallo,

mich hat eine Mail von "Spotnik" erreicht, die er nach seiner selbsttändigen Löschung hier noch einbringen möchte.
Eingegangen am 22.06.2005, 1:22:48
Zitat Spotnik:

Von einigen Usern wurde ich über meine email-Adresse angeschrieben und gefragt, warum meine Mitgliedschaft gelöscht wurde. Falls es noch jemand wissen möchte: "Spotnik" hat sich selbst gelöscht, ganz einfach. Es war mehr oder weniger eine Entscheidung aus der Einleitung zu #2296 heraus, also dem Umstand Rechnung tragend, dass ich zwar gerne weitere Ergebnisse über den Fortgang meines "merkwürdigen" Bipolar-PWMA gepostet hätte, um zu zeigen, was diese Technik leistet, aber ohne Schaltbild wäre es natürlich Quatsch gewesen und ich wollte mir keinen Unmut zuziehen. Ich gebe allerdings zu, dass auch meine Abmeldung beim neuen "D-Amp HIFI-FORUM" eine Rolle gespielt hat, weder als unverhoffter "Administrator" noch als Mitglied sah ich mich im Stande, die vorhandenen Realitäten weiter zu tragen. Daher war es einfach notwendig, hier wie dort einen Schlussstrich zu ziehen. Allen eine gute Zeit wünscht Spotnick

Es ist ja schon ne Weile her...

Ich hätte Interesse an einem skalierbaren SODFA-Amp.

Aber die meisten Links sind tot.

Gibt es einen irgendwo einen (aktuellen) Schaltplan?

Class D ist ein heißes Thema lange hier im Forum gewesen und ich habe mich gefragt, wieso ist dazu nichts mehr los hier?
Die Antwort bekam ich ziemlich schnell, nachmde ich einen Thread zu dem Thema eröffnet habe.
Pass auf, ich habe den Verdacht, das HiFi-Forum löscht pauschal alles, was mit Class D und Eigenbau zu tun hat.
Ist evtl. so etwas wie der Selbstschutz der HiFi-Verkäuferbranche?
Keine Ahnung.
Es gibt tolle andere Plattformen, wo man sich frei unterhalten kann.
Bin da jetzt registriert.